更短的開發(fā)周期 - 這是全球所有技術(shù)公司的目標. BORBET, 全球領(lǐng)先的鋁制輪轂的制造商采用了智能系統(tǒng)進行測試。其采用了高動態(tài) QuantumX MX410 測量放大器進行在線測試.

鋁合金車輪 有著出眾的外觀和運動感。一輛汽車的光澤，表達了車主的個人風(fēng)格，激情，熱情和自豪感。

BORBET 有2,000 多種輕質(zhì)鋁產(chǎn)品, 并且隨著時間在不斷增加。 設(shè)計創(chuàng)造性并且只有尺寸的限制，這正是鋁制輪轂的最大優(yōu)勢。 由于制動被置入，客戶對于輪胎的限制降到了最低點，幾乎只有尺寸的約束。相對鋼制輪轂，鋁制輪轂光澤和功能性更勝一籌。

數(shù)學(xué)和嚴格測試使之更安全

不用說，鋁制輪轂需要和鋼制輪轂一樣可靠，堅固，承受相同的負載，并且需要更優(yōu)美的外觀。

首先，輪轂屬于安全部件。技術(shù)訣竅，物理特性和強度測試是保證其堅固的最重要方法。開發(fā)者需要采用有限元分析 (FEM) 進行新產(chǎn)品設(shè)計，并進行固態(tài)模擬。

模擬計算的基礎(chǔ)是胡克定律。其描述了作用力和彈性形變之間的關(guān)系。當力作用在彈性體上，無論是延長還是縮短，材料和機械應(yīng)力隨之產(chǎn)生。

在彈性范圍內(nèi)，關(guān)系是線性的。發(fā)生的機械應(yīng)力，直接依賴材料的彈性模量和應(yīng)變。楊氏模量 是一個常數(shù)，對于鋁合金材料，在 0.01 到 0.1 kN/mm² 彈性范圍內(nèi)，楊氏模量的數(shù)值為 70 - 75 kN/mm².

胡克定律:

有限元方法離散成一個定義/有限集，也稱為元素的子域，連續(xù)域。

每個部件都被描述成一個等式，從數(shù)學(xué)上捕獲部件的機械應(yīng)變。并且每個部件都和相鄰的節(jié)點進行鏈接。換句話說，如果一個力作用在一個部件上，從數(shù)學(xué)上來講，其也作用在相鄰的部件上。

機械應(yīng)力 和點之間的相互作用通過部件等式描述整個結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的負載狀況產(chǎn)生了負載負載曲線。承受最大負載的點通過特殊顏色標注其為潛在的薄弱點。

結(jié)構(gòu)分析

理論和實踐結(jié)合
模擬假設(shè)了理想環(huán)境，隨之需要進行真實測試對理論結(jié)果進行驗證。因此, 應(yīng)變片 (SG) 被安裝在理論最大負載區(qū)域。 應(yīng)變片對拉壓向力響應(yīng)并轉(zhuǎn)化為電阻變化

應(yīng)變計安裝在測試件上

由于電阻變化非常小，無法進行直接分析，因此應(yīng)變片需要組成一個惠斯通電橋。

惠斯通電橋

應(yīng)變 ε 采用如下等式進行計算:

在應(yīng)變片安裝后，鋁制車輪需要進行疲勞測試或者雙軸測試。 雙軸測試 可以體現(xiàn)新開發(fā)的車輪的實際結(jié)構(gòu)特性; 現(xiàn)在雙軸測試已經(jīng)被用于實驗室。

測試臺上車輪旋轉(zhuǎn)過程中, 信號通過無線遙測技術(shù)傳遞到 QuantumX MX410 測量放大器 上. 這種結(jié)構(gòu)緊湊，4通道的放大器專門用于采集，分析高動態(tài)的機械過程。

MX410 通用采集模塊每個通道都支持6種傳感器技術(shù)，采樣率高達 96 kHz/通達，并且提供 24位精度信號。

其可以進行高動態(tài)力和加速度信號高精度測量。經(jīng)過調(diào)理的測量信號可以數(shù)字或者模擬信號，并且 MX410 可以非常容易連接到不同的分析系統(tǒng)中。其提供以太網(wǎng)和火線接口，測量結(jié)果可以使用電腦進行記錄，分析，可視化并進行分析，例如使用 catmanAP 軟件.

10,000 公里測試反應(yīng)三十萬公里的行程

根據(jù)數(shù)家德國汽車制造商的要求，一個輪胎的正常壽命為 300,000 公里, w在雙軸測試臺上需要進行 10,000 公里的模擬測試。

在特殊 98-stage (Europazyklus) 十萬公里的測試周期，相當于在歐洲三十萬公里行程對車輪的損害。 在測試臺上，負載相當大，并且快速運轉(zhuǎn)，以模擬在歐洲道路上三十萬公里的行程。 在測試臺上測試，能夠大大縮短開發(fā)流程，并能夠快速響應(yīng)。

力和彎矩

如果前軸允許靜態(tài)負載為1,000公斤，這意味著每個車輪有一個500公斤的靜負荷能力。此外，輪轂需要承受車輛本身的負載,還需要承受由駕駛造成的動態(tài)力和彎矩。

通過疲勞測試保證質(zhì)量

雙軸測試 主要用于新輪轂的開發(fā)。疲勞測試是另外一種耐久性測試。作用于輪胎的力包括垂直力和拐彎時靜摩擦造成的水平側(cè)向力。這兩種力計算獲得的最大彎矩 可用作測試的基礎(chǔ)。

根據(jù)不同的車型，實際彎矩大約在 2.5 kNm 到 10 kNm 之間。 TÜV 條例要求鋁制輪轂在200,000 負載周期 承受75% 的彎矩，在 1,800,000 負載周期承受 50% 的彎矩的測試中沒有任何裂縫。通過疲勞測試，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量 。

優(yōu)化能源消耗

耐久性測試 能夠獲得潛在的安全邊際。輪轂的測試，能夠得到其使用壽命，并對輪轂的使用材料進行優(yōu)化。

原則上講，使用更少的材料，獲得一樣的強度。能夠使車輛的重量更輕，速度更快，使用更少的燃油，減少排放量。

另外可以減少鋁的使用，由于鋁的生產(chǎn)需要耗費更多的能源。Borbet 每年生產(chǎn)的輪轂數(shù)以百萬計，直接有助于降低能源消耗并保護環(huán)境。

結(jié)論

HBM 測量技術(shù)不僅可以為優(yōu)美外觀的鋁制輪轂，提供更高的安全性，并且通過耐久性測試為節(jié)約能源，保護環(huán)境作出貢獻。